JP2002330591A

JP2002330591A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002330591A
Application number: JP2001133071A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Hori; 和宇堀
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯のちらつきを抑制した放電灯点灯装置を
提供する。【解決手段】整流器ＤＢの出力端子間にダイオードＤ
１，Ｄ２の直列回路を介して接続されたスイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、ダイオードＤ１，Ｄ２にそ
れぞれ並列接続されたコンデンサＣ１，Ｃ２と、ダイオ
ードＤ１のカソードと整流器ＤＢの低圧側の端子との間
に接続された平滑コンデンサＣ０と、スイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２の接続点と整流器ＤＢの高圧側の端子との間
に一次巻線が接続されたトランスＴ１と、トランスＴ１
の二次側に接続された放電灯Ｌａを含む共振回路と、ダ
イオードＤ２とスイッチング素子Ｑ１との接続点の電圧
波形の包絡線に相当する電圧を検出する電圧検出回路１
１とを備え、制御回路１０は、電圧検出回路１１の検出
した電圧値に応じてランプ電流の変動が小さくなるよう
に、スイッチング素子Ｑ２の駆動周波数を変化させてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より図１８に示すような回路構成を
有する放電灯点灯装置が提供されている（特開２０００
−３１２４８３号公報参照）。この放電灯点灯装置は、
交流電源ＡＣからローパスフィルタＬＰＦを介して入力
された交流電圧を全波整流するダイオードブリッジのよ
うな整流器ＤＢと、整流器ＤＢの高圧側の出力端子にア
ノードが接続されたダイオードＤ１と、ダイオードＤ１
のカソードにアノードが接続されたダイオードＤ２と、
ダイオードＤ１，Ｄ２にそれぞれ並列接続されたコンデ
ンサＣ１，Ｃ２と、ダイオードＤ１のカソードと整流器
ＤＢの低圧側の出力端子との間に接続された平滑コンデ
ンサＣ０と、平滑コンデンサＣ０の直流電圧を高周波の
交流電圧に変換して負荷回路Ｚに供給するインバータ回
路ＩＮＶとを備えている。

【０００３】インバータ回路ＩＮＶは、ダイオードＤ２
のカソードと整流器ＤＢの低圧側の出力端子との間に接
続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路からな
るハーフブリッジインバータであって、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２はドライバ１４によって高周波で交互にオ
ン／オフされる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はオン時
には双方向に電流を流すことができ、オフ時には逆方向
にのみ電流を流すことができるものを用いており、本回
路では例えばＭＯＳＦＥＴを用いている。スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合は、そ
の構造上から形成されるボディダイオードがオフ時の電
流経路になる。また、インバータ回路ＩＮＶの駆動周波
数ｆは発振器２０の発生するクロック信号の周波数によ
って決定され、ドライバ１４は発振器２０から入力され
るクロック信号に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を
オン／オフさせている。ここで、インバータ回路ＩＮＶ
の駆動周波数ｆは交流電源ＡＣの周波数よりも十分高い
周波数に設定されており、スイッチング周期の１周期の
間では交流電源ＡＣの電源電圧が略一定と見なせる程度
の周波数に設定される。

【０００４】負荷回路Ｚは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２の接続点と整流器ＤＢの高圧側の出力端子との間に一
次巻線ｎ１が接続されたトランスＴ１と、一端がトラン
スＴ１の二次巻線ｎ２の一端に接続されたコンデンサＣ
３と、一端がトランスＴ１の二次巻線ｎ２の他端に接続
されたインダクタＬ１と、一方のフィラメントの電源側
端子がコンデンサＣ３の他端に接続されるとともに、他
方のフィラメントの電源側端子がインダクタＬ１の他端
に接続された蛍光灯のような放電灯Ｌａと、放電灯Ｌａ
の両フィラメントの非電源側端子間に接続された予熱用
のコンデンサＣ４とで構成され、インダクタＬ１とコン
デンサＣ４と放電灯Ｌａとで共振回路を構成している。
また、トランスＴ１の励磁インダクタンスと、ダイオー
ドＤ１と、平滑コンデンサＣ０と、スイッチング素子Ｑ
１とでチョッパ回路ＣＰを構成しており、チョッパ回路
ＣＰにより入力電流歪みの低減を図っている。なお、コ
ンデンサＣ３としては静電容量の比較的大きなものを用
いており、トランスＴ１の二次側に直流成分が発生する
のを防止している。

【０００５】次に、本回路の回路動作について簡単に説
明する。平滑コンデンサＣ０の充電後の定常状態におい
て、スイッチング素子Ｑ１がオフした状態で、スイッチ
ング素子Ｑ２がオンになると、平滑コンデンサＣ０を電
源として、平滑コンデンサＣ０→コンデンサＣ１１→ト
ランスＴ１の一次巻線ｎ１→スイッチング素子Ｑ２→平
滑コンデンサＣ０の経路で電流が流れ、コンデンサＣ１
１が充電されてその両端電圧ＶＣ１が上昇するととも
に、トランスＴ１を介して負荷回路Ｚに電力が供給され
る。

【０００６】そして、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１
が平滑コンデンサＣ０の両端電圧ＶＣ０と整流器ＤＢの
出力電圧｜Ｖin｜との差電圧（＝ＶＣ０−｜Ｖin｜）ま
で上昇すると、交流電源ＡＣ→整流器ＤＢ→トランスＴ
１の一次巻線ｎ１→スイッチング素子Ｑ２→整流器ＤＢ
→交流電源ＡＣの経路で電流が流れ、交流電源ＡＣから
入力電流Ｉinが引き込まれる。

【０００７】その後、スイッチング素子Ｑ２がオフにな
ると、トランスＴ１に蓄積されたエネルギ及び交流電源
ＡＣを電源として、交流電源ＡＣ→整流器ＤＢ→トラン
スＴ１の一次巻線ｎ１→スイッチング素子Ｑ１の寄生ダ
イオード→コンデンサＣ２→平滑コンデンサＣ０→整流
器ＤＢ→交流電源ＡＣの経路で電流が流れ、交流電源Ａ
Ｃから入力電流Ｉinが引き込まれるとともに、コンデン
サＣ０，Ｃ２が充電される。

【０００８】そして、スイッチング素子Ｑ１がオンにな
ると、コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→スイッチング
素子Ｑ１→トランスＴ１の一次巻線ｎ１→コンデンサＣ
１の経路で共振電流が流れる。この後、コンデンサＣ
１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２が下降に転じ、これ
らのエネルギがトランスＴ１を介して負荷回路Ｚに供給
される。この時、トランスＴ１の一次巻線ｎ１に流れる
電流の向きがスイッチング素子Ｑ２のオン時とは逆向き
になるから、負荷回路Ｚに交番した高周波電圧が印加さ
れることになる。その後、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端
電圧ＶＣ１，ＶＣ２が零になると、コンデンサＣ１，Ｃ
２に並列に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２が導通し、
上記共振電流が引き続き流れる。

【０００９】この後、スイッチング素子Ｑ１がオフにな
ると、トランスＴ１に蓄積されたエネルギによって、ト
ランスＴ１の一次巻線ｎ１→コンデンサＣ１→コンデン
サＣ０→スイッチング素子Ｑ２の寄生ダイオード→トラ
ンスＴ１の一次巻線ｎ１の経路で電流が流れて、トラン
スＴ１に蓄積されたエネルギが放出される。

【００１０】以上説明した回路動作が周期的に繰り返さ
れることによって、負荷回路Ｚに高周波電力が供給され
る。そして、交流電源ＡＣの１周期に亘って上記の主要
な信号波形を観察すると図１９（ａ）〜（ｇ）に示すよ
うになる。なお、図１９（ａ）は入力電圧Ｖin及び入力
電流Ｉinの絶対値｜Ｖin｜，｜Ｉin｜、図１９（ｂ）は
インバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆ、図１９（ｃ）は
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤｕｔｙ、図１
９（ｄ）は平滑コンデンサＣ０の両端電圧ＶＣ０、図１
９（ｅ）はトランスＴ１の一次巻線ｎ１の両端電圧ＶＴ
１、図１９（ｆ）はトランスＴ１の二次巻線ｎ２の両端
電圧ＶＴ２、図１９（ｇ）はランプ電流Ｉlaをそれぞれ
示している。

【００１１】ここで、回路効率を向上させるためにスイ
ッチング素子Ｑ２に流れる無効電流を少なくすると、平
滑コンデンサＣ０から放電灯Ｌａへの電力供給が減少
し、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の谷部では山部に比
べてランプ電流Ｉlaが減少するため、図１９（ｇ）に示
すように入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部と谷部と
でランプ電流Ｉlaの振幅の差が大きくなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した放
電灯点灯装置では負荷回路Ｚの一部をなすトランスＴ１
をチョッパ用のチョークと共用しているので、図１９
（ｅ）に示すように、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の
山部ではチョッパ回路ＣＰの電力が大きいために、トラ
ンスＴ１の一次巻線ｎ１に印加される電圧ＶＴ１の実効
値も大きくなるが、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の谷
部ではチョッパ回路ＣＰの電力が小さいために電圧ＶＴ
１の実効値も小さくなる。なお、トランスＴ１には平滑
コンデンサＣ０から電力が供給されるので、入力電圧Ｖ
inの絶対値｜Ｖin｜の谷部でも電圧ＶＴ１が０となるこ
とはない。

【００１３】而して、トランスＴ１の二次巻線ｎ２の両
端電圧ＶＴ２は、図１９（ｆ）に示すように入力電圧Ｖ
inの絶対値｜Ｖin｜の山部では振幅が大きく、谷部では
振幅が小さい交流電圧となる。またランプ電流Ｉlaは、
放電灯Ｌａに印加される電圧が高くなれば増加し、低く
なれば減少するので、その電流波形は電圧ＶＴ２の電圧
波形と略相似の波形となる。したがって、図１９（ｇ）
に示すようにランプ電流Ｉlaも入力電圧Ｖinの絶対値｜
Ｖin｜の山部では大きく、谷部では平坦な電流波形とな
り、ランプ電流Ｉlaの最大値を実効値で除した値（以
下、波高率と言う。）の大きな波形となる。ランプ電流
Ｉlaの波高率が大きいことは、電流リップルの大きいこ
とを意味するので、放電灯Ｌａのちらつきの要因とな
る。すなわち、この従来回路では、力率改善回路（チョ
ッパ回路ＣＰ）と負荷回路Ｚの一部とを供用することに
より、部品点数を削減しているが、ランプ電流Ｉlaの波
高率が悪く、放電灯Ｌａのちらつきの要因となるという
問題があった。

【００１４】また従来より、図２０に示すような回路構
成を有する放電灯点灯装置が提供されている。本回路で
は、上述した図１８に示す放電灯点灯装置において、整
流器ＤＢの出力電圧｜Ｖin｜を分圧する分圧抵抗Ｒ６，
Ｒ７と、定電圧源Ｅ１の直流電圧Ｖａ１と分圧抵抗Ｒ
６，Ｒ７によって分圧された電圧Ｖａ２とを加算する加
算器１２と、加算器１２の出力電圧Ｖａ３に応じた周波
数のクロック信号を発生するＶ／ｆ変換器１３と、Ｖ／
ｆ変換器１３の発生するクロック信号に応じてスイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフさせるドライバ１４と
を備えており、整流器ＤＢの出力電圧｜Ｖin｜の大きさ
に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動周波数ｆを
変化させている。

【００１５】図２１はインバータ回路ＩＮＶの駆動周波
数ｆとランプ電流Ｉlaとの関係を示しており、定常点灯
時における駆動周波数ｆは、一般にインダクタＬ１とコ
ンデンサＣ４とランプインピーダンスとで決まる共振周
波数ｆ０よりも高い周波数に設定されている。したがっ
て、定常点灯時においてインバータ回路ＩＮＶの駆動周
波数ｆを高くすると、共振周波数ｆ０から離れるのでラ
ンプ電流Ｉlaは減少し、駆動周波数ｆを低くすると、共
振周波数ｆ０に近付くのでランプ電流Ｉlaは増加する。

【００１６】図２２（ａ）〜（ｄ）は各部の波形図を示
しており、インバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆが入力
電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に応じて変化し、絶対値｜Ｖ
in｜の山部では駆動周波数ｆが高くなって、ランプ電流
Ｉlaが低下し、絶対値｜Ｖin｜の谷部では駆動周波数ｆ
が低くなって、ランプ電流Ｉlaが増加する。このため、
入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部において、ランプ
電流Ｉlaの振幅の増加を抑制することはできるが、絶対
値｜Ｖin｜の谷部において、駆動周波数ｆが低下しすぎ
て、ランプ電流Ｉlaの振幅が山部よりも増加する場合が
あり、波高率が大きくなって放電灯Ｌａのちらつきの要
因になるという問題があった。

【００１７】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、放電灯のちらつきを
抑制した放電灯点灯装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、交流電圧を直流電圧に整流す
る整流回路と、整流回路の一方の出力端子に一端が順方
向に接続された第１の整流要素と、第１の整流要素の他
端に一端が順方向に接続された第２の整流要素と、第１
及び第２の整流要素にそれぞれ並列接続された第１及び
第２のコンデンサと、第１の整流要素の他端と整流回路
の他端との間に接続された平滑コンデンサと、第２の整
流要素の他端と整流回路の他端との間に接続された第１
及び第２のスイッチング要素と、第１及び第２のスイッ
チング要素とそれぞれ逆並列に接続された第３及び第４
の整流要素と、第１及び第２のスイッチング要素の接続
点と整流回路の一方の出力端子との間に一次巻線が接続
されたトランスと、トランスの二次側に接続された放電
灯を含む共振回路と、第１及び第２のスイッチング要素
を交互にオン／オフさせる制御回路部と、第１のスイッ
チング要素の一端側の電圧波形の包絡線に相当する電圧
を検出する電圧検出部とを備え、制御回路部は、電圧検
出部の検出した電圧が大きくなるほどランプ電流の増加
を抑制し、且つ、電圧検出部の検出した電圧が小さくな
るほどランプ電流の低下を抑制するように、第２のスイ
ッチング要素の駆動周波数又はオンデューティの内少な
くとも何れか一方を変化させることを特徴とし、トラン
スの一次巻線と、第２のスイッチング要素と、第１のダ
イオードと、平滑コンデンサとでチョッパ回路を構成し
ており、負荷回路の一部でチョッパ回路の構成部品を兼
用しているので、回路部品を削減することができる。ま
た更に、第１のスイッチング要素の一端側の電圧は、平
滑コンデンサの略一定の両端電圧と、インバータ動作に
よって発生し整流回路の出力電圧に比例した高周波電圧
となる第２のコンデンサの両端電圧との和の電圧にな
り、この電圧値に応じて制御回路部が変調動作を行う場
合は、整流器の出力電圧の谷部において第１のスイッチ
ング要素の一端側の電圧値が低下することにより、ラン
プ電流が小さくなりすぎて波高率が悪化する虞がある
が、制御回路部は第１のスイッチング要素の一端側の電
圧の包絡線に相当する電圧に応じて変調動作を行ってお
り、整流器の出力電圧の谷部において、第１のスイッチ
ング要素の一端側の電圧に比べて、その包絡線に相当す
る電圧の方が大きくなるため、ランプ電流が小さくなり
すぎるのを防止でき、波高率を良くして放電灯のちらつ
きを抑制することができる。

【００１９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が
大きくなるほど第２のスイッチング要素の駆動周波数を
高くするとともに、電圧検出部の検出した電圧が小さく
なるほど駆動周波数を下げることを特徴とし、請求項１
の発明と同様の作用を奏する。

【００２０】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が
大きくなるほど第１のスイッチング要素と第２のスイッ
チング要素とのオンデューティの差の絶対値を小さくす
るとともに、電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほ
ど上記オンデューティの差の絶対値を大きくすることを
特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。

【００２１】請求項４の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が
大きくなるほど第２のスイッチング要素の駆動周波数を
高くするとともに、第１のスイッチング要素と第２のス
イッチング要素とのオンデューティの差の絶対値を小さ
くし、且つ電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほど
駆動周波数を下げるとともに、上記オンデューティの差
の絶対値を大きくすることを特徴とし、請求項１の発明
と同様の作用を奏する。

【００２２】請求項５の発明では、請求項１、２又は４
の発明において、上記制御回路部は、第２のスイッチン
グ要素の駆動周波数を上記共振回路の共振周波数よりも
高い周波数範囲で変化させることを特徴とし、請求項
１、２又は４の発明の作用に加え、スイッチング要素は
進相領域で動作し、零電流ターンオンしているので、ス
イッチングロスを低減できる。

【００２３】請求項６の発明では、請求項１、２、４又
は５の発明において、上記制御回路部は、第２のスイッ
チング要素の駆動周波数を所定の周波数上限値以下に制
限することを特徴とし、請求項１、２、４又は５の発明
の作用に加え、駆動周波数の変調範囲を所定の周波数上
限値以下に制限しているので、駆動周波数が過度に変調
されるのを防止できる。

【００２４】請求項７の発明では、請求項１、３又は４
の発明において、上記制御回路部は、第１のスイッチン
グ要素と第２のスイッチング要素のオンデューティの差
の絶対値を所定のデューティ上限値以下に制限すること
を特徴とし、請求項１、３又は４の発明の作用に加え、
第１のスイッチング要素と第２のスイッチング要素のオ
ンデューティの差の絶対値を所定のデューティ上限値以
下に制限しているので、オンデューティが過度に変調さ
れるのを防止できる。

【００２５】請求項８の発明では、請求項１乃至７の発
明において、上記制御回路部は、調光点灯時においてラ
ンプ電流の振幅変動を抑制するための変調動作を定格点
灯時に比べて抑制することを特徴とし、請求項１乃至７
の発明の作用に加え、調光点灯時には定格点灯時に比べ
てランプ電流が低下するので、制御回路部による変調動
作を定格点灯時に比べて抑制することによって、ランプ
電流が過度に変調されるのを防止できる。

【００２６】請求項９の発明では、請求項１乃至８の発
明において、交流電源の電圧変動に応じて発生するラン
プ電流の実効値の変動を抑制する電圧変動補正回路部を
設け、制御回路部及び電圧変動補正回路部の内の一方は
第２のスイッチング要素の駆動周波数を変化させ、他方
は第１のスイッチング要素と第２のスイッチング要素と
のオンデューティの差の絶対値を変化させることを特徴
とし、請求項１乃至８の発明の作用に加え、電圧変動補
正回路部は、交流電源の電圧変動によって発生するラン
プ電流の変動を抑制しているので、電源電圧が変動して
もランプ電流を略一定に保って波高率が悪化するのを防
止できる。

【００２７】請求項１０の発明では、請求項１乃至９の
発明において、ランプ電流が所定のしきい値電流よりも
低い場合、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電
圧が大きくなるほどランプ電流の減少を抑制させるとと
もに、電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほどラン
プ電流の増加を抑制させるように、第２のスイッチング
要素の駆動周波数又はオンデューティの内少なくとも何
れか一方を変化させることを特徴とし、請求項１乃至９
の発明の作用に加え、ランプ電流が所定のしきい値電流
よりも低くなるような深い調光状態では、制御回路部
が、電圧検出部の検出した電圧が大きくなるほどランプ
電流の減少を抑制させるとともに、電圧検出部の検出し
た電圧が小さくなるほどランプ電流の増加を抑制させる
ように変調動作を行うことによってランプ電流の変動を
小さくして、波高率が悪化するのを防止でき、放電灯の
ちらつきを抑制することができる請求項１１の発明で
は、請求項１乃至１０の発明において、上記電圧検出部
は、第１及び第２のスイッチング要素の接続点の電圧か
ら、第１のスイッチング要素の一端側の電圧波形の包絡
線に相当する電圧を検出することを特徴とし、請求項１
乃至１０の発明と同様の作用を奏する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２９】（実施形態１）本発明の実施形態１を図１
乃至図３を参照して説明する。本実施形態の放電灯点灯
装置は、図１に示すように、交流電源ＡＣからローパス
フィルタＬＰＦを介して入力された交流電圧を全波整流
するダイオードブリッジのような整流器（整流回路）Ｄ
Ｂと、整流器ＤＢの高圧側の出力端子に順方向に接続さ
れたダイオード（第１の整流要素）Ｄ１と、ダイオード
Ｄ１のカソードに順方向に接続されたダイオード（第２
の整流要素）Ｄ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２にそれぞれ
並列に接続されたコンデンサ（第１及び第２のコンデン
サ）Ｃ１，Ｃ２と、ダイオードＤ１のカソードと整流器
ＤＢの低圧側の出力端子との間に接続された平滑コンデ
ンサＣ０と、平滑コンデンサＣ０の直流電圧を高周波の
交流電圧に変換して負荷回路Ｚに供給するインバータ回
路ＩＮＶと、インバータ回路ＩＮＶの動作を制御する制
御回路１０とを備えている。

【００３０】インバータ回路ＩＮＶは、ダイオードＤ２
のカソードと整流器ＤＢの低圧側の出力端子との間に接
続されたスイッチング素子（第１及び第２のスイッチン
グ要素）Ｑ１，Ｑ２の直列回路からなるハーフブリッジ
インバータであって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は高
周波で交互にオン／オフされる。インバータ回路ＩＮＶ
の駆動周波数ｆは交流電源ＡＣの周波数よりも十分高い
周波数に設定されており、スイッチング周期の１周期の
間では交流電源ＡＣの電源電圧が略一定と見なせる程度
の周波数に設定される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は
オン時には双方向に電流を流すことができ、オフ時には
逆方向にのみ電流を流すことができるものを用いてお
り、本実施形態では例えばＭＯＳＦＥＴを用いている。
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としてＭＯＳＦＥＴを用い
た場合は、その構造上から形成されるボディダイオード
がオフ時の電流経路になり、各スイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２のボディダイオードにより第３及び第４の整流要素
が構成される。尚、本実施形態ではスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２にＭＯＳＦＥＴを用いているが、スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２をＭＯＳＦＥＴに限定する趣旨のもので
はなく、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にトランジスタを
用い、各トランジスタのコレクタ−エミッタ間にダイオ
ードを逆並列に接続し、これらのダイオードでオフ時の
電流経路を形成するようにしても良い。

【００３１】負荷回路Ｚは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２の接続点と整流器ＤＢの高圧側の出力端子との間に一
次巻線ｎ１が接続されたトランスＴ１と、一端がトラン
スＴ１の二次巻線ｎ２の一端に接続されたコンデンサＣ
３と、一端がトランスＴ１の二次巻線ｎ２の他端に接続
されたインダクタＬ１と、一方のフィラメントの電源側
端子がコンデンサＣ３の他端に接続されるとともに、他
方のフィラメントの電源側端子がインダクタＬ１の他端
に接続された蛍光灯のような放電灯Ｌａと、放電灯Ｌａ
の両フィラメントの非電源側端子間に接続された予熱用
のコンデンサＣ４とで構成され、インダクタＬ１とコン
デンサＣ４と放電灯Ｌａとで共振回路を構成している。
また、トランスＴ１の励磁インダクタンスと、ダイオー
ドＤ１と、平滑コンデンサＣ０と、スイッチング素子Ｑ
１とでチョッパ回路ＣＰを構成しており、チョッパ回路
ＣＰにより入力電流歪みの低減を図っている。なお、コ
ンデンサＣ３としては静電容量の比較的大きなものを用
いており、トランスＴ１の二次側に直流成分が発生する
のを防止している。

【００３２】一方、制御回路１０は、ダイオードＤ２及
びスイッチング素子Ｑ１の接続点の電圧Ｖｐ１の包絡線
に相当する電圧を検出する電圧検出回路（電圧検出回
路）１１と、定電圧源Ｅ１の直流電圧Ｖａ１と電圧検出
回路１１の出力電圧Ｖａ２とを加算する加算器１２と、
加算器１２の出力電圧Ｖａ３の電圧値に応じた周波数の
クロック信号を発生するＶ／ｆ変換器１３と、Ｖ／ｆ変
換器１３の発生したクロック信号でスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２を交互にオン／オフするドライバ１４とで構成
され、電圧検出回路１１はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
の直列回路の両端間に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列
回路と、抵抗Ｒ２の両端間にダイオードＤ３を介して接
続されたコンデンサＣ５と、コンデンサＣ５の両端間に
接続された放電経路を構成するための抵抗Ｒ３とで構成
される。ここに、加算器１２とＶ／ｆ変換器１３とドラ
イバ１４とで制御回路部が構成される。

【００３３】以下に定常点灯時における制御回路１０の
動作を簡単に説明する。尚、主回路の動作は従来例で説
明した図１８に示す放電灯点灯装置と同様であるので、
その説明は省略する。

【００３４】電圧検出回路１１では、ダイオードＤ２と
スイッチング素子Ｑ１との接続点の電圧Ｖｐ１を抵抗Ｒ
１，Ｒ２で分圧し、ダイオードＤ３で整流した後、コン
デンサＣ５で平滑することにより、電圧Ｖｐ１の包絡線
に相当する電圧Ｖａ２を発生する。加算器１２は略一定
の直流電圧Ｖａ１と電圧検出回路１１の出力Ｖａ２とを
加算し、その出力電圧Ｖａ３に比例した周波数のクロッ
ク信号をＶ／ｆ変換器１３が発生しており、ドライバ１
４はＶ／ｆ変換器１３の発生したクロック信号でスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフさせている。而し
て、スイッチング素子Ｑ２の駆動周波数ｆは、電圧Ｖｐ
１の包絡線に相当する電圧が増加するにつれて高くな
り、包絡線に相当する電圧が減少するにつれて低くな
る。

【００３５】図２はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動
周波数ｆとランプ電流Ｉlaとの関係を示しており、定常
点灯時における駆動周波数ｆは、インダクタＬ１とコン
デンサＣ４とランプインピーダンスとで決まる共振周波
数ｆ０よりも高い周波数に設定され、インバータ回路Ｉ
ＮＶは進相領域で動作している。したがって、スイッチ
ング素子Ｑ２の駆動周波数ｆが高くなると、共振周波数
ｆ０から遠ざかってランプ電流Ｉlaが低下し、駆動周波
数ｆが低くなると、共振周波数ｆ０に近付いてランプ電
流Ｉlaが増加する。

【００３６】ここで、インバータ回路ＩＮＶの駆動周波
数ｆはＶ／ｆ変換器１３の出力するクロック信号の周波
数で決まり、このクロック信号の周波数は、略一定の直
流電圧Ｖａ１と、電圧検出回路１１の出力電圧Ｖａ２と
を加算した電圧Ｖａ３に比例しているので、電圧検出回
路１１の出力電圧Ｖａ２が最も小さい時の駆動周波数ｆ
が共振周波数ｆ０以上になるよう、定電圧源Ｅ１の直流
電圧Ｖａ１を設定すれば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
が常に進相領域で動作して、零電流ターンオンするの
で、スイッチングロスを低減できる。

【００３７】ところで、図３（ａ）〜（ｆ）は定常点灯
時における各部の波形図を示しており、図３（ａ）は入
力電圧Ｖin及び入力電流Ｉinの絶対値｜Ｖin｜，｜Ｉin
｜をそれぞれ示している。また、図３（ｂ）はダイオー
ドＤ２及びスイッチング素子Ｑ１の接続点の電圧Ｖｐ１
を示しており、電圧Ｖｐ１は、略一定の平滑コンデンサ
Ｃ０の両端電圧ＶＣ０と、インバータ動作によって発生
し、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に比例した高周波電
圧となるコンデンサＣ２の両端電圧Ｖｃ２との和の電圧
になる。

【００３８】電圧検出回路１１の出力電圧Ｖａ２は、図
３（ｃ）に示すように電圧Ｖｐ１の包絡線に相似した電
圧波形となるので、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に同
期して、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部では出力
が増加し、谷部では略一定の平坦な波形となる。したが
って、インバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆも、図３
（ｄ）に示すように入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山
部では絶対値｜Ｖin｜に比例して周波数が高くなり、谷
部では略一定の低い周波数となる。なお、スイッチング
素子Ｑ２のオンデューティＤｕｔｙは図３（ｅ）に示す
ように略一定の値に設定してある。

【００３９】上述のように制御回路１０は、入力電圧Ｖ
inの絶対値｜Ｖin｜の山部ではスイッチング素子Ｑ２の
駆動周波数ｆを高くして、ランプ電流Ｉlaの振幅の増加
を抑制し、且つ、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の谷部
では駆動周波数ｆを略一定としており、従来の放電灯点
灯装置のように駆動周波数ｆが低くなりすぎて、ランプ
電流Ｉlaの振幅が山部よりも増加することはない。した
がって、ランプ電流Ｉlaは、図３（ｆ）に示すように波
高率が小さく略平坦な波形となり、放電灯Ｌａのちらつ
きを抑制できる。

【００４０】尚、本実施形態では、電圧検出回路１１
が、ダイオードＤ２とスイッチング素子Ｑ１との接続点
の電圧Ｖｐ１を直接検出しているが、スイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２の接続点の電圧を検出し、この電圧からダイ
オードＤ２とスイッチング素子Ｑ１との接続点の電圧Ｖ
ｐ１を推定するようにしても良く、上述と同様の効果を
得ることができる。

【００４１】（実施形態２）本発明の実施形態２を図４
乃至図６を参照して説明する。実施形態１では、制御回
路１０がダイオードＤ２とスイッチング素子Ｑ１との接
続点の電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する電圧値に比例する
ようにスイッチング素子Ｑ２の駆動周波数ｆを制御して
いるが、本実施形態では、電圧Ｖｐ１の包絡線に相当す
る電圧値に比例するようにスイッチング素子Ｑ２のオン
デューティを制御している。尚、制御回路１０以外の回
路構成及びその動作は実施形態１と同様であるので、同
一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略
する。

【００４２】制御回路１０は、ダイオードＤ２及びスイ
ッチング素子Ｑ１の接続点の電圧Ｖｐ１の包絡線に相当
する電圧を検出する電圧検出回路１１と、定電圧源Ｅ２
の発生する略一定の直流電圧Ｖａ４と電圧検出回路１１
の出力電圧Ｖａ５とを加算する加算器１５と、定電圧源
Ｅ１の発生する略一定の直流電圧Ｖａ１に比例した周波
数のクロック信号を発生するＶ／ｆ変換器１３と、加算
器１５の出力電圧Ｖａ６の電圧値に応じて、Ｖ／ｆ変換
器１３から入力されるクロック信号のパルス幅を変調す
るデューティ生成器１６と、デューティ生成器１６から
入力されるクロック信号によりスイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２を交互にオン／オフさせるドライバ１４とで構成さ
れる。ここで、デューティ生成器１６の出力がＨレベル
の場合はドライバ１４がスイッチング素子Ｑ２をオンさ
せ、デューティ生成器１６の出力がＬレベルの場合はド
ライバ１４がスイッチング素子Ｑ２をオフさせており、
デューティ生成器１６の出力パルスのオン幅によって、
スイッチング素子Ｑ２のオン幅が決定される。

【００４３】図５はスイッチング素子Ｑ２のオンデュー
ティＤｕｔｙとランプ電流Ｉlaとの関係を示しており、
オンデューティＤｕｔｙが５０％の時にランプ電流Ｉla
が最大となる。

【００４４】また、図６（ａ）〜（ｆ）は定常点灯時に
おける各部の波形図を示しており、図６（ａ）は入力電
圧Ｖin及び入力電流Ｉinの絶対値｜Ｖin｜，｜Ｉin｜を
それぞれ示している。また、図６（ｂ）はダイオードＤ
２及びスイッチング素子Ｑ１の接続点の電圧Ｖｐ１を示
しており、電圧Ｖｐ１は、略一定の平滑コンデンサＣ０
の両端電圧ＶＣ０と、インバータ動作によって発生し、
入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に比例した高周波電圧と
なるコンデンサＣ２の両端電圧Ｖｃ２との和の電圧にな
っている。

【００４５】電圧検出回路１１の出力電圧Ｖａ５は、図
６（ｃ）に示すように電圧Ｖｐ１の包絡線に相似した電
圧波形となるので、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に同
期して、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部では出力
が増加し、谷部では略一定の平坦な波形となる。また、
本実施形態では図６（ｅ）に示すようにスイッチング素
子Ｑ２のオンデューティＤｕｔｙを５０％よりも高い範
囲で変化させており、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の
山部では、オンデューティＤｕｔｙが絶対値｜Ｖin｜に
比例して増加し、５０％から離れるので、ランプ電流Ｉ
laが低下する。一方、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の
谷部ではオンデューティＤｕｔｙが低下して５０％に近
付くので、ランプ電流Ｉlaが増加する。また、スイッチ
ング素子Ｑ２の駆動周波数ｆは図６（ｄ）に示すように
略一定としている。

【００４６】上述のように入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin
｜の山部では、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ
Ｄｕｔｙが増加して５０％から離れるので、ランプ電流
Ｉlaの振幅の増加が抑制される。一方、入力電圧Ｖinの
絶対値｜Ｖin｜の谷部では、スイッチング素子Ｑ２のオ
ンデューティＤｕｔｙが山部に比べて低下し、略一定の
値となるので、ランプ電流Ｉlaの振幅が山部よりも増加
することはない。したがって、ランプ電流Ｉlaは、図６
（ｆ）に示すように波高率が小さく略平坦な波形とな
り、放電灯Ｌａのちらつきを抑制できる。

【００４７】尚、本実施形態ではスイッチング素子Ｑ２
のオンデューティＤｕｔｙを５０％よりも高い範囲で変
化させており、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部で
はオンデューティＤｕｔｙを増加させて５０％から遠ざ
けるとともに、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の谷部で
はオンデューティＤｕｔｙを５０％に近づけるように低
下させているが、スイッチング素子Ｑ２のオンデューテ
ィＤｕｔｙを５０％よりも低い範囲で制御し、入力電圧
Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部ではオンデューティＤｕｔ
ｙを低下させて５０％から遠ざけるとともに、入力電圧
Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の谷部ではオンデューティＤｕｔ
ｙを５０％に近づけるように増加させても良く、上述と
同様の効果がある。

【００４８】（実施形態３）本発明の実施形態３を図７
及び図８を参照して説明する。実施形態１では、制御回
路１０が電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する電圧値に比例す
るようにスイッチング素子Ｑ２（インバータ回路ＩＮ
Ｖ）の駆動周波数ｆを制御し、実施形態２では、電圧Ｖ
ｐ１の包絡線に相当する電圧値に比例するようにスイッ
チング素子Ｑ２のオンデューティＤｕｔｙを制御してい
るが、本実施形態では、電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する
電圧値に比例するようにスイッチング素子Ｑ２の駆動周
波数ｆとオンデューティＤｕｔｙの両方を制御してい
る。尚、制御回路１０以外の回路構成及びその動作は実
施形態１又は２と同様であるので、同一の構成要素には
同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００４９】制御回路１０は、ダイオードＤ２及びスイ
ッチング素子Ｑ１の接続点の電圧Ｖｐ１の包絡線に相当
する電圧を検出する電圧検出回路１１と、電圧検出回路
１１の出力を抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の分圧回路で分圧した
電圧Ｖａ２と定電圧源Ｅ１の直流電圧Ｖａ１とを加算す
る加算器１２と、加算器１２の出力電圧Ｖａ３の電圧値
に応じた周波数のクロック信号を発生するＶ／ｆ変換器
１３と、電圧検出回路１１の出力を抵抗Ｒ２１，Ｒ２２
の分圧回路で分圧した電圧Ｖａ５と定電圧源Ｅ２の直流
電圧Ｖａ４とを加算する加算器１５と、加算器１５の出
力電圧Ｖａ６の電圧値に応じて、Ｖ／ｆ変換器１３から
入力されるクロック信号のパルス幅を変調するデューテ
ィ生成器１６と、デューティ生成器１６から入力される
クロック信号によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互
にオン／オフさせるドライバ１４とで構成される。ここ
で、デューティ生成器１６の出力がＨレベルの場合はド
ライバ１４がスイッチング素子Ｑ２をオンさせ、デュー
ティ生成器１６の出力がＬレベルの場合はドライバ１４
がスイッチング素子Ｑ２をオフさせており、デューティ
生成器１６の出力パルスのオン幅によって、スイッチン
グ素子Ｑ２のオン幅が決定される。

【００５０】図８（ａ）〜（ｄ）は定常点灯時における
各部の波形図を示しており、図８（ａ）は入力電圧Ｖin
及び入力電流Ｉinの絶対値｜Ｖin｜，｜Ｉin｜をそれぞ
れ示している。

【００５１】電圧検出回路１１の出力電圧は、実施形態
１又は２で説明したように電圧Ｖｐ１の包絡線に相似し
た電圧波形となり、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に同
期して、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部では出力
が増加し、谷部では略一定の平坦な波形となる。したが
って、スイッチング素子Ｑ２の駆動周波数ｆも、図８
（ｂ）に示すように入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山
部では絶対値｜Ｖin｜に比例して周波数が高くなってラ
ンプ電流Ｉlaが低下し、谷部では略一定の低い周波数と
なってランプ電流Ｉlaが増加する。

【００５２】また、本実施形態では図８（ｃ）に示すよ
うにスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤｕｔｙを
５０％よりも高い範囲で変化させており、入力電圧Ｖin
の絶対値｜Ｖin｜の山部ではオンデューティＤｕｔｙが
絶対値｜Ｖin｜に比例して増加し５０％から離れるの
で、ランプ電流Ｉlaが低下する。一方、入力電圧Ｖinの
絶対値｜Ｖin｜の谷部ではオンデューティＤｕｔｙが低
下して５０％に近付くので、ランプ電流Ｉlaが増加す
る。

【００５３】上述のように入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin
｜の山部では、スイッチング素子Ｑ２（インバータ回路
ＩＮＶ）の駆動周波数ｆが高くなって共振周波数ｆ０か
ら遠ざかるとともに、スイッチング素子Ｑ２のオンデュ
ーティＤｕｔｙが増加して５０％から離れるので、ラン
プ電流Ｉlaの振幅の増加が抑制される。一方、入力電圧
Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の谷部では、スイッチング素子Ｑ
２の駆動周波数ｆが低くなって共振周波数ｆ０に近付く
とともに、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤｕ
ｔｙが山部に比べて低下し、略一定の値になるので、ラ
ンプ電流Ｉlaの振幅が山部よりも増加することはない。
したがって、ランプ電流Ｉlaは、図８（ｄ）に示すよう
に波高率が小さく略平坦な波形となり、放電灯Ｌａのち
らつきを抑制できる。また、本実施形態ではスイッチン
グ素子Ｑ２の駆動周波数ｆとオンデューティＤｕｔｙの
両方を変調しているので、どちらか一方のみを変調する
場合に比べて、波高率を小さくする効果を高めることが
できる。

【００５４】（実施形態４）本発明の実施形態４を図９
乃至図１１を参照して説明する。本実施形態では、実施
形態１の放電灯点灯装置において、加算器１２の出力電
圧Ｖａ３を所定の上限値にクランプするツェナーダイオ
ードＺＤ１を設けている。尚、ツェナーダイオードＺＤ
１以外の回路構成及びその動作は実施形態１と同様であ
るので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その
説明は省略する。

【００５５】図１０（ａ）に入力電圧Ｖin及び入力電流
Ｉinの絶対値｜Ｖin｜，｜Ｉin｜の波形をそれぞれ示
し、図１０（ｂ）にインバータ回路ＩＮＶの駆動周波数
ｆを示す。本実施形態では、ツェナーダイオードＺＤ１
によって加算器１２の出力電圧Ｖａ３を所定の上限値に
クランプしているので、インバータ回路ＩＮＶの駆動周
波数ｆも図１０（ｂ）に示すように所定の周波数上限値
ｆmaxにクランプされる。

【００５６】実施形態１で説明したように、入力電圧Ｖ
inの絶対値｜Ｖin｜の山部ではインバータ回路ＩＮＶの
駆動周波数ｆを高くし、共振周波数ｆ０から遠ざけるこ
とによってランプ電流Ｉlaを低減させているが、駆動周
波数ｆが高くなりすぎると、図１１（ａ）に示すよう
に、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部におけるラン
プ電流Ｉlaが谷部におけるランプ電流Ｉlaよりも低下し
て、波高率が大きくなってしまう。

【００５７】そこで、本実施形態ではインバータ回路Ｉ
ＮＶの駆動周波数ｆに上限値を設けており、駆動周波数
ｆが所定の周波数上限値ｆmaxよりも高くなることがな
いので、図１１（ｂ）に示すように山部におけるランプ
電流Ｉlaが谷部よりも小さくなることはなく、波高率を
小さくして、放電灯Ｌａのちらつきを抑制できる。

【００５８】尚、本実施形態ではインバータ回路ＩＮＶ
の駆動周波数ｆを変調する場合について説明したが、実
施形態２で説明したようにスイッチング素子Ｑ２のオン
デューティを変調させる場合は、スイッチング素子Ｑ１
のオンデューティと、スイッチング素子Ｑ２のオンデュ
ーティとの差の絶対値を所定のデューティ上限値にクラ
ンプすれば良く、上述と同様に入力電圧Ｖinの絶対値｜
Ｖin｜の山部でランプ電流Ｉlaが小さくなりすぎて、波
高率が悪化するのを防止できる。

【００５９】（実施形態５）本発明の実施形態５を図１
２乃至図１４を参照して説明する。本実施形態では、実
施形態１の放電灯点灯装置において、電圧検出回路１１
の出力電圧を所定の増幅率で増幅した電圧Ｖａ２を加算
器１２に出力する可変増幅器１７と、放電灯Ｌａに流れ
るランプ電流Ｉlaを検出するホールＩＣのような電流検
出部１８とを設けており、電流検出部１８の検出したラ
ンプ電流Ｉlaの実効値（すなわち放電灯Ｌａの調光レベ
ル）に応じて可変増幅器１７の増幅率を変化させてい
る。そして、加算器１２では、出力電圧が可変の直流電
源Ｅ１’の出力電圧Ｖａ１と、可変増幅器１７の出力電
圧Ｖａ２とを加算した電圧Ｖａ３をＶ／ｆ変換器１３に
出力している。尚、放電灯点灯装置の基本的な回路構成
及びその動作は実施形態１と略同様であるので、同一の
構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略す
る。

【００６０】図１３（ａ）（ｂ）は、電圧Ｖｐ１に関係
なくインバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆを略一定とし
た場合のランプ電流Ｉlaを示しており、図１３（ａ）に
定格点灯時のランプ電流Ｉlaを、図１３（ｂ）に調光点
灯時のランプ電流Ｉlaをそれぞれ示す。定格点灯時にお
けるランプ電流Ｉlaと調光点灯時におけるランプ電流Ｉ
laとを比較すると、調光点灯時には定格点灯時に比べて
波高率が小さくなっている。すなわち、調光点灯時は入
力電流が減少するので、チョッパ回路ＣＰのチョッパ動
作によってトランスＴ１に発生する電圧ＶＴ１の実効値
が小さくなり、したがってランプ電流Ｉlaの実効値自体
も減少するものの、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山
部におけるランプ電流Ｉlaの振幅がそれ以上に減少する
ため、波高率が小さくなるのである。

【００６１】図１４は入力電圧Ｖinの１周期当たりのラ
ンプ電流Ｉlaの実効値と波高率αとの関係、及びランプ
電流Ｉlaの実効値と可変増幅器１７の増幅率（ゲイン）
Ｇとの関係をそれぞれ示しており、ランプ電流Ｉlaが減
少すると波高率αが小さくなるので、可変増幅器１７の
増幅率Ｇも小さくて済む。そこで、可変増幅器１７で
は、電流検出部１８の検出したランプ電流Ｉlaの実効値
が低下するにつれて、増幅率Ｇを低下させており、調光
点灯時には電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する電圧に応じて
インバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆを変化させる割合
が定格点灯時に比べて小さくなるから（すなわち調光点
灯時には制御回路１０によるランプ電流Ｉlaの振幅変動
を抑制するための変調動作を全点灯時よりも抑制してい
るから）、インバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆが必要
以上に小さくなって波高率が悪化するのを防止できる。

【００６２】（実施形態６）本発明の実施形態６を図１
５を参照して説明する。実施形態３では、電圧Ｖｐ１の
包絡線に相当する電圧値に比例するようにインバータ回
路ＩＮＶの駆動周波数ｆとスイッチング素子Ｑ２のオン
デューティＤｕｔｙの両方を制御しているが、本実施形
態では、電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する電圧値に比例す
るようにインバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆを変調さ
せるとともに、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に相当す
る電圧に比例するようにしてスイッチング素子Ｑ２のオ
ンデューティを変化させている。尚、制御回路１０以外
の回路構成及びその動作は実施形態３と同様であるの
で、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明
は省略する。

【００６３】本実施形態では制御回路１０を、ダイオー
ドＤ２及びスイッチング素子Ｑ１の接続点の電圧Ｖｐ１
の包絡線に相当する電圧を検出する電圧検出回路１１
と、電圧検出回路１１の出力Ｖａ２と定電圧源Ｅ１の直
流電圧Ｖａ１とを加算する加算器１２と、加算器１２の
出力電圧Ｖａ３の電圧値に応じた周波数のクロック信号
を発生するＶ／ｆ変換器１３と、入力電圧Ｖinの絶対値
｜Ｖin｜を分圧しさらに平滑した電圧Ｖａ５を発生する
入力電圧検出回路１９と、入力電圧検出回路１９の出力
電圧Ｖａ５と定電圧源Ｅ２の直流電圧Ｖａ４とを加算す
る加算器１５と、加算器１５の出力電圧Ｖａ６の電圧値
に応じて、Ｖ／ｆ変換器１３から入力されるクロック信
号のパルス幅を変調するデューティ生成器１６と、デュ
ーティ生成器１６から入力されるクロック信号によりス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオン／オフさせるド
ライバ１４とで構成している。ここで、デューティ生成
器１６の出力がＨレベルの場合はドライバ１４がスイッ
チング素子Ｑ２をオンさせ、デューティ生成器１６の出
力がＬレベルの場合はドライバ１４がスイッチング素子
Ｑ２をオフさせており、デューティ生成器１６の出力パ
ルスのオン幅によって、スイッチング素子Ｑ２のオン幅
が決定される。

【００６４】また、入力電圧検出回路１９を、整流器Ｄ
Ｂの出力端子間に接続された抵抗Ｒ４，Ｒ５の直列回路
と、抵抗Ｒ５に並列接続されたコンデンサＣ６とで構成
しており、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜を抵抗Ｒ４，
Ｒ５で分圧し、さらにコンデンサＣ６で平滑した電圧Ｖ
ａ５を出力する。

【００６５】上述のように、本実施形態では電圧Ｖｐ１
の包絡線に相当する電圧値に比例するようにスイッチン
グ素子Ｑ２の駆動周波数ｆを変調させるとともに、入力
電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜に相当する電圧に比例するよ
うにしてスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤｕｔ
ｙを変化させており、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜が
低下するとオンデューティＤｕｔｙを小さくして５０％
に近づけるとともに、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜が
増加するとオンデューティＤｕｔｙを大きくして５０％
から遠ざけているので、電源電圧変動によるランプ電流
Ｉlaの変動を抑制することができ、且つ、電圧Ｖｐ１の
包絡線に相当する電圧値に比例するようにインバータ回
路ＩＮＶの駆動周波数ｆを変調させることによって、波
高率が悪化するのを防止して、放電灯Ｌａのちらつきを
抑制できる。ここに、入力電圧検出回路１９と加算器１
５とデューティ生成器１６とで、交流電源ＡＣの電圧変
動に応じて発生するランプ電流Ｉlaの実効値の変動を抑
制する電圧変動補正回路部が構成される。

【００６６】尚、本実施形態では電圧Ｖｐ１の包絡線に
相当する電圧値に比例するようにスイッチング素子Ｑ２
の駆動周波数ｆを変化させるとともに、入力電圧Ｖinの
絶対値｜Ｖin｜に相当する電圧に比例するようにしてス
イッチング素子Ｑ２のオンデューティＤｕｔｙを変化さ
せているが、電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する電圧値に比
例するようにスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ
ｕｔｙを変化させるとともに、入力電圧Ｖinの絶対値｜
Ｖin｜に相当する電圧に比例するようにしてスイッチン
グ素子Ｑ２の駆動周波数ｆを変化させても良く、上述と
同様の効果を得ることができる。

【００６７】（実施形態７）本発明の実施形態７を図１
６及び図１７を参照して説明する。尚、本実施形態の放
電灯点灯装置の回路構成は実施形態５で説明した図１２
の回路と同様であるので、図示及び説明は省略する。

【００６８】図１６（ａ）（ｂ）は、電圧Ｖｐ１に関係
なくインバータ回路ＩＮＶの駆動周波数ｆを略一定とし
た場合のランプ電流Ｉlaを示しており、図１６（ａ）に
定格点灯時のランプ電流Ｉlaを、図１６（ｂ）に深い調
光点灯時のランプ電流Ｉlaをそれぞれ示す。定格点灯時
におけるランプ電流Ｉlaと深い調光点灯時におけるラン
プ電流Ｉlaとを比較すると、深い調光点灯時には入力電
圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部においてランプ電流Ｉla
の振幅が谷部よりも小さくなり、この部分が凹んだよう
な電流波形となる。すなわち、深い調光点灯時は、調光
点灯時に比べて入力電流が更に減少するので、チョッパ
回路ＣＰのチョッパ動作によってトランスＴ１に発生す
る電圧の実効値が更に小さくなり、したがってランプ電
流Ｉlaの実効値自体も減少するものの、入力電圧Ｖinの
絶対値｜Ｖin｜の山部におけるランプ電流Ｉlaの振幅が
それ以上に減少するため、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin
｜の山部付近で振幅が小さくなるような波形となる。

【００６９】図１７（ａ）にランプ電流Ｉlaの実効値と
波高率αとの関係を、図１７（ｂ）にランプ電流Ｉlaの
実効値とゲインＧとの関係をそれぞれ示す。調光レベル
を深くしてランプ電流Ｉlaの実効値を減少させていく
と、入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部におけるラン
プ電流Ｉlaの振幅が徐々に減少していき、ランプ電流Ｉ
laがＩ１となる点で波高率が最も良くなる。そして、こ
の点からランプ電流Ｉlaの実効値を更に低下させると、
入力電圧Ｖinの絶対値｜Ｖin｜の山部におけるランプ電
流Ｉlaの振幅が、谷部における振幅よりも小さくなるた
め、波高率が悪化してしまう。

【００７０】そこで、本実施形態ではランプ電流Ｉlaが
所定のしきい値電流Ｉ１よりも大きい場合には（すなわ
ち定格点灯状態から所定の調光レベルの間では）、可変
増幅器１７の増幅率を正の値に設定し、電圧Ｖｐ１の包
絡線に相当する電圧に応じて、ランプ電流Ｉlaの振幅が
増加するのを抑制するように駆動周波数ｆを制御すると
ともに、ランプ電流Ｉlaがしきい値電流Ｉ１よりも小さ
い場合には（すなわち所定の調光レベルよりも調光が深
い場合には）、可変増幅器１７の増幅率を負の値に設定
し、電圧Ｖｐ１の包絡線に相当する電圧に応じてランプ
電流Ｉlaの振幅を増加させているので、広い調光範囲で
ランプ電流Ｉlaの波高率を改善することができる。

【００７１】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、交流
電圧を直流電圧に整流する整流回路と、整流回路の一方
の出力端子に一端が順方向に接続された第１の整流要素
と、第１の整流要素の他端に一端が順方向に接続された
第２の整流要素と、第１及び第２の整流要素にそれぞれ
並列接続された第１及び第２のコンデンサと、第１の整
流要素の他端と整流回路の他端との間に接続された平滑
コンデンサと、第２の整流要素の他端と整流回路の他端
との間に接続された第１及び第２のスイッチング要素
と、第１及び第２のスイッチング要素とそれぞれ逆並列
に接続された第３及び第４の整流要素と、第１及び第２
のスイッチング要素の接続点と整流回路の一方の出力端
子との間に一次巻線が接続されたトランスと、トランス
の二次側に接続された放電灯を含む共振回路と、第１及
び第２のスイッチング要素を交互にオン／オフさせる制
御回路部と、第１のスイッチング要素の一端側の電圧波
形の包絡線に相当する電圧を検出する電圧検出部とを備
え、制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が大きく
なるほどランプ電流の増加を抑制し、且つ、電圧検出部
の検出した電圧が小さくなるほどランプ電流の低下を抑
制するように、第２のスイッチング要素の駆動周波数又
はオンデューティの内少なくとも何れか一方を変化させ
ることを特徴とし、トランスの一次巻線と、第２のスイ
ッチング要素と、第１のダイオードと、平滑コンデンサ
とでチョッパ回路を構成しており、負荷回路の一部でチ
ョッパ回路の構成部品を兼用しているので、回路部品を
削減できるという効果がある。また更に、第１のスイッ
チング要素の一端側の電圧は、平滑コンデンサの略一定
の両端電圧と、インバータ動作によって発生し整流回路
の出力電圧に比例した高周波電圧となる第２のコンデン
サの両端電圧との和の電圧になり、この電圧値に応じて
制御回路部が変調動作を行う場合は、整流器の出力電圧
の谷部において第１のスイッチング要素の一端側の電圧
値が低下することにより、ランプ電流が小さくなりすぎ
て波高率が悪化する虞があるが、制御回路部は第１のス
イッチング要素の一端側の電圧の包絡線に相当する電圧
に応じて変調動作を行っており、整流器の出力電圧の谷
部において、第１のスイッチング要素の一端側の電圧に
比べて、その包絡線に相当する電圧の方が大きくなるた
め、ランプ電流が小さくなりすぎるのを防止でき、波高
率を良くして放電灯のちらつきを抑制できるという効果
がある。

【００７２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が大
きくなるほど第２のスイッチング要素の駆動周波数を高
くするとともに、電圧検出部の検出した電圧が小さくな
るほど駆動周波数を下げることを特徴とし、請求項１の
発明と同様の効果を奏する。

【００７３】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が大
きくなるほど第１のスイッチング要素と第２のスイッチ
ング要素とのオンデューティの差の絶対値を小さくする
とともに、電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほど
上記オンデューティの差の絶対値を大きくすることを特
徴とし、請求項１の発明と同様の効果を奏する。

【００７４】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が大
きくなるほど第２のスイッチング要素の駆動周波数を高
くするとともに、第１のスイッチング要素と第２のスイ
ッチング要素とのオンデューティの差の絶対値を小さく
し、且つ電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほど駆
動周波数を下げるとともに、上記オンデューティの差の
絶対値を大きくすることを特徴とし、請求項１の発明と
同様の効果を奏する。

【００７５】請求項５の発明は、請求項１、２又は４の
発明において、上記制御回路部は、第２のスイッチング
要素の駆動周波数を上記共振回路の共振周波数よりも高
い周波数範囲で変化させることを特徴とし、請求項１、
２又は４の発明の効果に加え、スイッチング要素は進相
領域で動作し、零電流ターンオンしているので、スイッ
チングロスを低減できるという効果がある。

【００７６】請求項６の発明は、請求項１、２、４又は
５の発明において、上記制御回路部は、第２のスイッチ
ング要素の駆動周波数を所定の周波数上限値以下に制限
することを特徴とし、請求項１、２、４又は５の発明の
効果に加え、駆動周波数の変調範囲を所定の周波数上限
値以下に制限しているので、駆動周波数が過度に変調さ
れるのを防止できるという効果がある。

【００７７】請求項７の発明は、請求項１、３又は４の
発明において、上記制御回路部は、第１のスイッチング
要素と第２のスイッチング要素のオンデューティの差の
絶対値を所定のデューティ上限値以下に制限することを
特徴とし、請求項１、３又は４の発明の効果に加え、第
１のスイッチング要素と第２のスイッチング要素のオン
デューティの差の絶対値を所定のデューティ上限値以下
に制限しているので、オンデューティが過度に変調され
るのを防止できるという効果がある。

【００７８】請求項８の発明は、請求項１乃至７の発明
において、上記制御回路部は、調光点灯時においてラン
プ電流の振幅変動を抑制するための変調動作を定格点灯
時に比べて抑制することを特徴とし、請求項１乃至７の
発明の効果に加え、調光点灯時には定格点灯時に比べて
ランプ電流が低下するので、制御回路部による変調動作
を定格点灯時に比べて抑制することによって、ランプ電
流が過度に変調されるのを防止できるという効果があ
る。

【００７９】請求項９の発明は、請求項１乃至８の発明
において、交流電源の電圧変動に応じて発生するランプ
電流の実効値の変動を抑制する電圧変動補正回路部を設
け、制御回路部及び電圧変動補正回路部の内の一方は第
２のスイッチング要素の駆動周波数を変化させ、他方は
第１のスイッチング要素と第２のスイッチング要素との
オンデューティの差の絶対値を変化させることを特徴と
し、請求項１乃至８の発明の効果に加え、電圧変動補正
回路部は、交流電源の電圧変動によって発生するランプ
電流の変動を抑制しているので、電源電圧が変動しても
ランプ電流を略一定に保って波高率が悪化するのを防止
できるという効果がある。

【００８０】請求項１０の発明は、請求項１乃至９の発
明において、ランプ電流が所定のしきい値電流よりも低
い場合、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧
が大きくなるほどランプ電流の減少を抑制させるととも
に、電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほどランプ
電流の増加を抑制させるように、第２のスイッチング要
素の駆動周波数又はオンデューティの内少なくとも何れ
か一方を変化させることを特徴とし、請求項１乃至９の
発明の効果に加え、ランプ電流が所定のしきい値電流よ
りも低くなるような深い調光状態では、制御回路部が、
電圧検出部の検出した電圧が大きくなるほどランプ電流
の減少を抑制させるとともに、電圧検出部の検出した電
圧が小さくなるほどランプ電流の増加を抑制させるよう
に変調動作を行うことによってランプ電流の変動を小さ
くして、波高率が悪化するのを防止でき、放電灯のちら
つきを抑制できるという効果がある。

【００８１】請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の
発明において、上記電圧検出部は、第１及び第２のスイ
ッチング要素の接続点の電圧から、第１のスイッチング
要素の一端側の電圧波形の包絡線に相当する電圧を検出
することを特徴とし、請求項１乃至１０の発明と同様の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の放電灯点灯装置の回路図である。

【図２】同上のスイッチング素子の駆動周波数とランプ
電流との関係を説明する説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｆ）は同上の各部の波形図である。

【図４】実施形態２の放電灯点灯装置の回路図である。

【図５】同上のスイッチング素子のオンデューティとラ
ンプ電流との関係を説明する説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｆ）は同上の各部の波形図である。

【図７】実施形態３の放電灯点灯装置の回路図である。

【図８】（ａ）〜（ｄ）は同上の各部の波形図である。

【図９】実施形態４の放電灯点灯装置の回路図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）は同上の各部の波形図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は同上の各部の波形図である。

【図１２】実施形態５の放電灯点灯装置の回路図であ
る。

【図１３】（ａ）は同上の定格点灯時におけるランプ電
流の波形図であり、（ｂ）は調光点灯時におけるランプ
電流の波形図である。

【図１４】同上のランプ電流の実効値とゲイン及び波高
率との関係を示す図である。

【図１５】実施形態６の放電灯点灯装置の回路図であ
る。

【図１６】（ａ）は同上の定格点灯時におけるランプ電
流の波形図であり、（ｂ）は深い調光点灯時におけるラ
ンプ電流の波形図である。

【図１７】（ａ）は同上のランプ電流の実効値と波高率
との関係を示す図であり、（ｂ）はランプ電流の実効値
とゲインとの関係を示す図である。

【図１８】従来の放電灯点灯装置の回路図である。

【図１９】（ａ）〜（ｇ）は同上の各部の波形図であ
る。

【図２０】従来の別の放電灯点灯装置の回路図である。

【図２１】同上のインバータ回路の駆動周波数とランプ
電流との関係を説明する説明図である。

【図２２】（ａ）〜（ｄ）は同上の各部の波形図であ
る。

【符号の説明】

１０制御回路１１電圧検出回路Ｃ０平滑コンデンサＣ１，Ｃ２コンデンサＤ１，Ｄ２ダイオードＤＢ整流器Ｌａ放電灯Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子Ｔ１トランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA02 BA03 BC01 BC03 BC07 CA03 CA16 CB05 DB03 DD04 DE02 DE05 FA05 GA03 GB12 GC04 HA04 HA05 HA06 HA10 5H007 AA02 AA08 BB03 CA02 CB04 CB09 CB12 CB22 CC03 CC09 CC32 DA03 DA05 DB01 DC05 EA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電圧を直流電圧に整流する整流回路
と、整流回路の一方の出力端子に一端が順方向に接続さ
れた第１の整流要素と、第１の整流要素の他端に一端が
順方向に接続された第２の整流要素と、第１及び第２の
整流要素にそれぞれ並列接続された第１及び第２のコン
デンサと、第１の整流要素の他端と整流回路の他端との
間に接続された平滑コンデンサと、第２の整流要素の他
端と整流回路の他端との間に接続された第１及び第２の
スイッチング要素と、第１及び第２のスイッチング要素
とそれぞれ逆並列に接続された第３及び第４の整流要素
と、第１及び第２のスイッチング要素の接続点と整流回
路の一方の出力端子との間に一次巻線が接続されたトラ
ンスと、トランスの二次側に接続された放電灯を含む共
振回路と、第１及び第２のスイッチング要素を交互にオ
ン／オフさせる制御回路部と、第１のスイッチング要素
の一端側の電圧波形の包絡線に相当する電圧を検出する
電圧検出部とを備え、制御回路部は、電圧検出部の検出した電圧が大きくなる
ほどランプ電流の増加を抑制し、且つ、電圧検出部の検
出した電圧が小さくなるほどランプ電流の低下を抑制す
るように、第２のスイッチング要素の駆動周波数又はオ
ンデューティの内少なくとも何れか一方を変化させるこ
とを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記制御回路部は、電圧検出部の検出した
電圧が大きくなるほど第２のスイッチング要素の駆動周
波数を高くするとともに、電圧検出部の検出した電圧が
小さくなるほど駆動周波数を下げることを特徴とする請
求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】上記制御回路部は、電圧検出部の検出した
電圧が大きくなるほど第１のスイッチング要素と第２の
スイッチング要素とのオンデューティの差の絶対値を小
さくするとともに、電圧検出部の検出した電圧が小さく
なるほど上記オンデューティの差の絶対値を大きくする
ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】上記制御回路部は、電圧検出部の検出した
電圧が大きくなるほど第２のスイッチング要素の駆動周
波数を高くするとともに、第１のスイッチング要素と第
２のスイッチング要素とのオンデューティの差の絶対値
を小さくし、且つ電圧検出部の検出した電圧が小さくな
るほど駆動周波数を下げるとともに、上記オンデューテ
ィの差の絶対値を大きくすることを特徴とする請求項１
記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】上記制御回路部は、第２のスイッチング要
素の駆動周波数を上記共振回路の共振周波数よりも高い
周波数範囲で変化させることを特徴とする請求項１、２
又は４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】上記制御回路部は、第２のスイッチング要
素の駆動周波数を所定の周波数上限値以下に制限するこ
とを特徴とする請求項１、２、４又は５記載の放電灯点
灯装置。
【請求項７】上記制御回路部は、第１のスイッチング要
素と第２のスイッチング要素のオンデューティの差の絶
対値を所定のデューティ上限値以下に制限することを特
徴とする請求項１、３又は４記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】上記制御回路部は、調光点灯時においてラ
ンプ電流の振幅変動を抑制するための変調動作を定格点
灯時に比べて抑制することを特徴とする請求項１乃至７
記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】交流電源の電圧変動に応じて発生するラン
プ電流の実効値の変動を抑制する電圧変動補正回路部を
設け、制御回路部及び電圧変動補正回路部の内の一方は
第２のスイッチング要素の駆動周波数を変化させ、他方
は第１のスイッチング要素と第２のスイッチング要素と
のオンデューティの差の絶対値を変化させることを特徴
とする請求項１乃至８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】ランプ電流が所定のしきい値電流よりも
低い場合、上記制御回路部は、電圧検出部の検出した電
圧が大きくなるほどランプ電流の減少を抑制させるとと
もに、電圧検出部の検出した電圧が小さくなるほどラン
プ電流の増加を抑制させるように、第２のスイッチング
要素の駆動周波数又はオンデューティの内少なくとも何
れか一方を変化させることを特徴とする請求項１乃至９
記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】上記電圧検出部は、第１及び第２のスイ
ッチング要素の接続点の電圧から、第１のスイッチング
要素の一端側の電圧波形の包絡線に相当する電圧を検出
することを特徴とする請求項１乃至１０記載の放電灯点
灯装置。